紅外輻射光子在半導體材料中激發(fā)非平衡載流子電子或空穴、，引起電學性能變化。因為載流子不逸出體外，所以稱內光電效應。量子光電效應靈敏度高，響應速度比熱探測器快得多，是選擇性探測器。為了達到較佳性能，一般都需要在低溫下工作。光電探測器可分為：
　　1、光導型：
　　又稱光敏電阻。入射光子激發(fā)均勻半導體中的價帶電子越過禁帶進入導帶并在價帶留下空穴，引起電導增加，為本征光電導。從禁帶中的雜質能級也可激發(fā)光生載流子進入導帶或價帶，為雜質光電導。截止波長由雜質電離能決定。量子效率低于本征光導，而且要求更低的工作溫度。
　　2、光伏型：
　　主要是p－n結的光生伏特效應。能量大于禁帶寬度的紅外光子在結區(qū)及其附近激發(fā)電子空穴對。存在的結電場使空穴進入p區(qū)，電子進入n區(qū)，兩部分出現(xiàn)電位差。外電路就有電壓或電流信號。與光導探測器比較，光伏探測器背影限探測率大于40％；不需要外加偏置電場和負載電阻，不消耗功率，有高的阻抗。這些特性給制備和使用焦平面陣列帶來很大好處。
　　3、光發(fā)射－Schottky勢壘探測器：
　　金屬和半導體接觸，典型的有PtSi/Si結構，形成Schottky勢壘，紅外光子透過Si層為PtSi吸收，電子獲得能量躍上Fermi能級，留下空穴越過勢壘進入Si襯底，PtSi層的電子被收集，完成紅外探測。充分利用Si集成技術，便于制作，具有成本低、均勻性好等優(yōu)勢，可做成大規(guī)模1024×1024甚至更大、焦平面陣列來彌補量子效率低的缺陷。有嚴格的低溫要求。用這類探測器，國內外已生產(chǎn)出具有像質良好的熱像儀。PtSi/Si結構FPA是較早制成的IRFPA。
　　4、量子阱探測器QWIP：
　　將兩種半導體材料A和B用人工方法薄層交替生長形成超晶格，在其界面，能帶有突變。電子和空穴被限制在低勢能阱A層內，能量量子化，稱為量子阱。利用量子阱中能級電子躍遷原理可以做紅外探測器。90年代以來發(fā)展很快，已有512×512、640×480規(guī)模的QWIPGaAs/AlGaAs焦平面制成相應的熱像儀誕生。因為入射輻射中只有垂直于超晶格生長面的電極化矢量起作用，光子利用率低；量子阱中基態(tài)電子濃度受摻雜限制，量子效率不高；響應光譜區(qū)窄；低溫要求苛刻。人們正深入研究努力加以改進，可望與碲鎘汞探測器一爭高低。